عدد اکتان چیست و چه تاثیری در بهبود کیفیت بنزین دارد؟

عدد اکتان (ON) معیاری برای اندازه گیری توانایی سوخت در برابر ضربه زدن هنگام احتراق در سیلندر یک موتور احتراق داخلی است. عدد اکتان در شرایط استاندارد با مقایسه  شدت کوبش سوخت با مخلوط دو سوخت مرجع تعیین می شود که شامل  ایزو اکتان و هپتان است. عدد اکتان درصد حجمی از ایزو اکتان در مخلوط ایزو اکتان – هپتان است که با سوخت مورد آزمایش در یک موتور مورد ارزیابی قرار می گیرد.

در موتورهای  احتراق داخلی هنگام کار صدای واضحی ایجاد می شود که ناشی از احتراق زودرس بخشی از مخلوط سوخت در سیلندر است که می توان با افزایش ON از ایجاد این صدا جلوگیری کرد. عدد اکتان سوخت های مختلف با یکدیگر متفاوت است مثلا عدد اکتان بنزین یورو ۴  با عدد اکتان بنزین معمولی متفاوت است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

اهمیت استفاده از سوخت با عدد اکتان بالا

درجه اکتان یا ON معیار استاندارد عملکرد موتور یا بنزین است. هرچه عدد اکتان بیشتر باشد ، سوخت قبل از سوختن می تواند فشار بیشتری را تحمل کند. به طور کلی ، از سوخت هایی با ON بالاتر در موتورهای بنزینی با کارایی بالا با نسبت تراکم بالاتر استفاده می شود.

در مقابل ، سوختهایی که ON کمتری دارند (اما عدد ستان بالاتری دارند ) برای موتورهای دیزلی ایده آل هستند ، زیرا موتورهای دیزلی (که به آنها موتورهای احتراق فشاری نیز گفته می شود) سوخت را فشرده نمی کنند ، بلکه فقط هوا را فشرده می کنند و سپس سوخت را به داخل موتور تزریق می کنند.

موتورهای بنزینی به احتراق هوا و سوخت فشرده شده به عنوان مخلوط متکی هستند ، که با استفاده از شمعک های فعال شده الکتریکی در نزدیکی انتهای ضربه روشن می شوند. بنابراین ، تراکم پذیری زیاد سوخت به طور عمده برای موتورهای بنزینی اهمیت دارد. بنابراین استفاده از بنزین با ON پایین ممکن است منجر به مشکل ضربه موتور شود.

ضربه زدن می تواند باعث گرم شدن بیش از حد شمعک ها ، فرسایش سطح محفظه احتراق و عملکرد ناکارآمد و ناخوشایند وسیله شود. با تنظیم برخی متغیرهای طراحی و کارکرد موتور مانند نسبت فشرده سازی و زمان سوختن می توان از این امر جلوگیری کرد. اما متداول ترین روش برای جلوگیری از این وضعیت استفاده از بنزین یا سوخت هایی با ON بالاتر است.

اکتان چیست؟

اکتان یک کربوهیدرات با زنجیره بلند است فرمول اکتان  C₈H₁₈ می باشد و دارای قدرت کوبش بسیار زیادی است. ارزیابی ON توسط دو روش آزمایشگاهی  که نیازمند یک موتور استاندارد است ، صورت می گیرد. موتور استاندارد مورد نیاز برای آزمایش ممکن است همیشه در دسترس نباشد ، به خصوص در مکان های خارج از جاده یا آزمایشگاه های کوچک یا سیار. این موارد و ملاحظات دیگر منجر به جستجوی روشی سریع برای ارزیابی کیفیت ضد ضربه بنزین شد.

از جمله این روشها می توان به FTIR  (اسپکتروفتومتر مادون قرمز)  و سایر روشها اشاره كرد. استخراج معادله ای که می تواند برای محاسبه کیفیت اکتان استفاده شود نیز با مزایای اضافی همان هدف را دارد. شاخص اکتان اغلب برای اشاره به کیفیت اکتان استفاده می شود.

شاخص اکتان می تواند در ترکیب بنزین بسیار مفید باشد. بنزین موتور معمولاً ترکیبی از انواع مختلفی از گریدهای پالایشگاهی است که از فرآیندهای مختلف حاصل می شود. این گریدهای با یکدیگر ترکیب می شوند تا ویژگی محصول نهایی را مشخص کنند.

بیشتر پالایشگاه ها بیش از یک درجه بنزین تولید و به بازار عرضه می کنند که تفاوت اصلی آنها در کیفیت ضد ضربه بودن آنها است. توانایی پیش بینی کیفیت اکتان آنها قبل از مخلوط کردن ضروری است و محاسبه شاخص اکتان می تواند برای آن حائز اهمیت باشد.

اندازه گیری عدد اکتان

برای ارزیابی این عدد ایزو-اکتان و نرمال هپتان به مخلوط سوخت اضافه شده و آنرا در یک موتور آزمایش می کنند. در واقع درصد حجمی ایزو-اکتان موجود در مخلوط نسبت به هپتان، همان عدد اکتان است. مثلا اگر بنزینی حاوی ۱۰ درصد هپتان و ۹۰ درصد ایزو-اکتان باشد عدد اکتان آن ۹۰ است. بالاتر بودن ON باعث مقاومت سوخت در برابر فشرده شدن و احتراق خود ‌به‌ خودی خواهد شد. روش های اندازه گیری ON به شرح زیر است:

عدد اکتان تحقیقی

عدد اکتان تحقیقی (RON) رایج ترین روش ارزیابی ON در کل دنیا است. این آزمایش با دور موتور ۶۰۰ دور در دقیقه با نسبت فشردگی متغیر در طول آزمایش انجام می شود تا ویژگی ضد کوبش سوخت مشخص شود. نسبت بالاتر حاکی از کوبش بیشتر است.

‌عدد اکتان موتور

عدد اکتان موتور(MON ) در دور موتور ۹۰۰  دور در دقیقه ارزیابی می شود. در این آزمایش ابتدا سوخت کمی گرم می ‌شود تا مقاومت سوخت در برابر کوبش بهتر مشخص شود. بسته به ترکیب سوخت مورد استفاده ، معمولا  این عدد ۸ تا ۱۲ واحد کمتر از ON تحقیقی است.

شاخص ضد کوبش

شاخص ضد کوبش  (AKI) میانگین بین MON و RON است و معمولا عددی است که در پمپ بنزین‌ ها استفاده می‌ شود. البته کشورهای اروپایی بیشتر از ON تحقیقی برای نشان دادن اکتان بنزین استفاده می‌ کنند.

عدد اکتان جاده

عدد اکتان جاده  (RdON) تحت شرایط واقعی ارزیابی می ‌شود. در این آزمایش یک موتور با بیش از یک سیلندر و در حالت بیشینه‌ پدال گاز مورد استفاده قرار می‌ گیرد. این روش از سال ۱۹۲۰ تا کنون مورد استفاده قرار می گیرد.

عدد اکتان بنزین ایران چند است؟

در ایران دو نوع بنزین معمولی و سوپر وجود دارد. عدد اکتان بنزین معمولی ۸۷ و بنزین سوپر ۹۵ است. عدد اکتان بنزین یورو ۴  در ایران که در برخی از کلان شهرها برای کاهش آلودگی هوا عرضه می شود ۹۱ است. البته تحقیقات نشان داده است این نوع بنزین تاثیر چندان ملموسی در کاهش آلودگی هوا نخواهد داشت. معمولا افزودنی هایی به بنزین برای بالا بردن عدد اکتان اضافه می شود و بر همین اساس قیمت این محصولات نیز متغیر است.

برخلاف ایران که تعداد محدودی بنزین با ON متفاوت دارد در اروپا بنزین‌هایی با اکتان ۹۵، ۹۷، ۹۸، ۹۹ و ۱۰۰  با قیمت متفاوت عرضه می ‌شوند.

از نظر عدد اکتان گازوئیل باید گفت که این معیار برای این سوخت کارایی ندارد زیرا گازوئیل برخلاف بنزین در موتورهای احتراق- فشاری استفاده می‌ شود بنابراین برای تعیین کیفیت گازوئیل عدد ستان مورد استفاده قرار می گیرد که هرچه بالاتر باشد سوخت سریع تر می سوزد.